摘要: 分析混凝土裂缝缺陷产生的原因，研究得出裂缝的防治办法.
关键词:现浇混凝土 裂缝 成因 防治 处理
中图分类号:U418.6 文献标识码:A 文章编号:1673－1816(2007)02－0068－04
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种受力性能完全不同的材料组成。这两种性质不同的材料之所以能有效地结合在一起共同工作，主要是由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好粘结力，使两者可靠的结合在一起，从而保证在外荷载的作用下，钢筋与混凝土能够共同变形。其次钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数的数值颇为接近(钢为1.2×10-5，混凝土为1.0－1.5×l0-5)，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。混凝土因具有耐久性、耐火性、整体性、可模性、就地取材、节约钢材等一系列优点，所以在国内外的工程建设中均得到广泛的应用。但由于混凝土抗拉强度比其抗压强度低得多，由于多种内在或外在原因往往导致混凝土开裂。为最大限度地避免工程中出现危害较大的裂缝，笔者结合在工作中的实践体会，就混凝土裂缝的种类和产生原因及防治处理对策谈几点粗浅的看法。
1 控制混凝土裂缝的理由
截面受有拉应力的钢筋混凝土构件在正常使用阶段出现裂缝是难免的，而一般的工业与民用建筑也都允许带裂工作，但基于下述理由应控制裂缝形成及裂缝宽度。
1.1外观要求
外观是评价结构质量的重要因素。裂缝开展过宽有损结构的外观，令人产生不安全感。裂缝最大允许宽度一般不应超过0.25－0.3mm。
1.2耐久性要求
影响耐久性的决定因素是结构所处的环境条件(即是否有水分、氧和氯等侵蚀性介质存在)和混凝土的渗透性。
2 裂缝产生的原因
在一般的工业与民用建筑中，混凝土裂缝主要表现有以下几种形式:表面龟裂与星形裂缝;现浇钢筋混凝土楼板的裂缝;大体积混凝土的裂缝;悬挑结构的断裂和倾覆。当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用时，或由于基础不均匀沉降、混凝土收缩和温度作用而产生的外加变形受到钢筋或其他结构构件约束时，或因钢筋锈蚀而体积膨胀时，混凝土便产生拉应力，该拉应力超过起其抗拉强度时即开裂。冻融和化学作用等也往往导致混凝土开裂。此外，施工过程控制不到位人为引起混凝土裂缝。
2.1荷载效应作用引起的裂缝
混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝和次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。原因有:设计计算阶段结构计算不合理;施工阶段不加限制地堆放施工机具材料及施工不当;使用阶段超出了设计载荷要求;非承重结构在二次装修中承重等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝，是产生荷载裂缝的最常见原因，多属张拉、劈裂、剪切性质。原因有:结物的实际工作状态与常规计算有出入;有些构件难以进行准确模拟计算等原因。
2．2基础不均匀沉降引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉力，导致裂缝出现。主要原因有:结构基础类型差别大;地基处理质量不符合规范要求;地质勘察精度不够;结构荷载差异太大;建筑物建成后，原有地基条件变化等均可能造成不均匀沉降。
2.3收缩引起的裂缝
塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土收缩裂缝的主要原因。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，形状没有任何规律。产生这种原因的主要因素有:水泥品种、标号及用量;骨料品种;水灰比;养护方法:外界环境等。
2.4温度变化引起的裂缝
温度变化会引起材料的热胀冷缩，当约束条件下温度变形引起的温度应力足够大时，就会产生温度裂缝。主要因素有:年温差、日照、内外温度不均、冬季施工措施不当及火灾等。
2.5钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受到炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，引起钢筋表面氧化膜破坏，发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长2－4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护混凝土开裂，产生裂缝。
2.6冻融和化学作用引起的裂缝
大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力，同时混凝土中的过冷水使膨胀力加大，混凝土强度降低，导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。
2.7施工质量引起的裂缝
施工材料引起的裂缝主要是由于配置的混凝土所采用的材料质量不合格所导致的。而施工工艺质量引起的裂缝，主要是在混凝土搅拌、结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。
3 现浇混凝土裂缝的防治办法
由于混凝土裂缝在施工过程中经常发生，施工人员应该学会根据不同的裂缝形式的防治办法。根据上述裂缝产生的原因，从以下几个方面提出裂缝的防治办法。
3.1设计方面
一般来讲，设计人员从结构安全的角度，均进行了混凝土构件抗裂、变形和裂缝宽度的计算。但在施工实际过程当中，由于各方面的原因，通常导致钢筋布置不合理、混凝土保护层留置不当、土力学考虑不全面、地质勘探有误、地基处理方案偏差等造成混凝土裂缝。适当的配筋率可提高混凝土极限拉伸，较细较密配筋可提高混凝土抗裂能力。合理的地基处理方案可以有效避免地基不均匀沉降。
3.2混凝土材料和配合比方面
水泥的性能指标如收缩率、凝结时间、水化热等均要根据不同的结构要求慎重选择水泥的厂家、标号。一般来讲，尽量不用收缩率大的水泥，采用水化热低的水泥如大坝水泥、矿渣水泥:在保证混凝土强度的情况下，使用粉煤灰等掺合料代替部分水泥。混凝土骨料砂石含泥量越高，混凝土越容易开裂。要严格按现行的《施工规范》要求控制砂石的含泥量。同时，骨料应根据当地情况，结合地方实验室的经验，选用级配合理的骨料，严格控制细砂和粉尘超标的石子使用。混凝土中的水灰比不合理，降低了混凝土的早期强度，也容易产生收缩裂缝，施工时要严格控制混凝土的水灰比。混凝土用水要严格按照施工规范要求选用生活用水和洁净水，严禁使用污水和工业废水。合理选用混凝土配比，合理的配比不但节约成本，而且是防治混凝土裂缝的重要途径。控制混凝土中含砂率，含砂率每增加1%，用水量要增加2%，相应握裹的水泥也要增加，采用细砂的水泥用量配制同标号混凝土，要比用中粗砂的量大。
3.3施工方面
施工组织不当是混凝土产生裂缝的主要体现。在基础施工阶段，由于对地基软弱层没有正确处理，还有地基处理时没有按设计和施工规范施工导致基础不均匀沉降进而导致混凝土构件产生裂缝。如，基础换填砂、石夯实不达标或检验出现误差;桩基础质量问题:挖孔桩没有挖到设计深度:没有进行铲探导致地下有墓穴或孔洞等。在混凝土施工阶段，由于人为问题导致混凝土产生裂缝。施工时严格执行隐蔽工程检查制，钢筋、模板符合设计要求时才能浇筑混凝土。浇筑混凝土应设马凳、架板，禁止踩踏钢筋，小车料斗不能压在钢筋和新筑混凝土上。冬季施工要按照冬季施工规范采取相应的措施。在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度降低混凝土浇筑温度，如使用地下水，加冰屑、缓凝剂、减水剂等是防止混凝土开裂的有效措施。大体积混凝土多采用冷水进行拌制混凝土，并对砂石浇洒冷水，将混凝土的入模温度控制在20－22℃以内。控制混凝土运输及浇筑高度。合理选用模板，在考虑经济的同时要考虑模板的刚度及支撑系统的稳定性，控制拆模时间。
3.4养护方面
为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，防止产生不正常的收缩和脱水，必须在一定时期内对混凝土进行养护，特别是混凝土的硬化初期，防止养护不及时、没有覆盖，导致表面游离水蒸发过快，产生急剧的体积收缩。混凝土浇水养护时间，对采用硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于14d。有效覆盖，防止夏天暴晒时骤降暴雨，使混凝土迅速降温造成裂缝。
4 混凝土裂缝处理
混凝土结构出现裂缝，有的破坏结构整体性，降低结构刚度，影响结构承载力，有的虽无多大影响，但会引起钢筋锈蚀，降低耐久性，或发生渗漏，影响使用。因此，应区别情况，及时进行处理。
4.1对承载力无影响的裂缝处理
表面修补处理法。包括表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥或环氧粘贴玻璃布和表面凿槽嵌补。
4.2对承载力有一定影响或有防水防渗要求的裂缝处理
内部修补法。主要有水泥灌浆和化学灌浆。
4.3对承载力有较大影响的裂缝处理
(1)箍加固法 。适合于补强梁内特长箍筋及弯起筋不足，抗剪达不到要求的情况。用扁钢或圆钢制成垂直或斜形的钢箍，套入钢板后用螺母拧紧。也可采用由两个U形钢箍套上后焊接，然后打入金属楔紧。
(2)贴加固法 。将钢板或型钢用改性环氧树脂粘结剂，粘结到构件混凝土裂缝部位表面，使钢板与混凝土连接成整体共同工作。
混凝土出现裂缝，通常情况下是允许的，不会影响使用安全。但一些较重、明显的裂缝，会对钢筋产生锈蚀，从而整体上影响结构的安全性。裂缝出现后，要查明原因，及时予以科学处理，同时，在具体施工中，要多观察、多总结，结合多种预防处理措施进行处理，混凝土裂缝是可避免的。
